DE710978C - Einrichtung zur Erzeugung einer Wechselspannung spitzer Wellenform - Google Patents

Description

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AUSGEGEBEN AM
24. SEPTEMBER 1941

ist in Anspruch genommen.

Gegenstand des Patents 690 108 ist eine Einrichtung zur Erzeugung einer Wechselspannung spitzer Wellenform für die Steuerung gittergesteuerter Dampf- oder Gasentladungsgefäße, bei welcher der die Gitterkreise speisende Steuertransformator als gesättigter Transformator ausgebildet ist. Das Kennzeichen besteht darin, daß die Sättigung des Transformators durch eine besondere Spannung gesteuert wird und die Phase der Wechselspannung spitzer Wellenform, d. h. der Spitze selbst, durch Ändern dieser die Sättigung bewirkenden besonderen Spannung eingestellt wird.

Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung des Gegenstandes des genannten Patents. Erfindungsgemäß ist der S teuer transformator derartig ausgebildet, daß ein gleichsinniger Stromfluß in der die veränderliche Sättigung bewirkenden Erregerwicklung oberhalb bzw. unterhalb eines vorbestimmten Stromwertes einander entgegengesetzte, in ihrer Größe vom Strom abhängige magnetische Flüsse in dem die Sekundärwicklungen tragenden Teil des Transformatorkernes erzeugt. Dabei ist der Transformatorkern nach Art einer magnetischen Brücke aufgebaut, deren eines Glied seine Polarität ändern kann, wenn eine magnetomotorische Kraft eines Teiles der Brücke einen vorbestimmten Wert überschreitet. Eine derartige Einrichtung kann gemäß der Erfindung leicht vereinigt werden mit einer Anordnung zur Erzeugung spitzer Sekundärspannungen, deren Phasenlage nach dem Hauptpatent in Abhängigkeit von einer veränderlichen Erregerspannung geändert wird. Der Erfindungsgegenstand kann besonders vorteilhaft für die Ausbildung von Gleich- oder Wechselrichtersystemen hohen Leistungsfaktors dienen, bei denen eine mögliehst gute Kurvenform auf der Wechselstromseite erzielt werden soll. Insbesondere kann eine derartige Einrichtung zweckmäßig für eine selbsttätige Regelung, beispielsweise auf konstanten Strom, angewandt werden.

Die gemäß der Erfindung vorzusehende magnetische Brücke besteht im- wesentlichen aus einem magnetischen Kern mit zwei parallel verlaufenden magnetischen Wegen, von denen wenigstens einer eine nicht lineare Beziehung zwischen Fluß und magnetomotorischer Kraft aufweist. Der Kern ist

ferner so ausgebildet, daß die Polarität eines Gliedes, welches die beiden parallelen magnetischen Wege verbindet, sich umkehrt, wenn die Erregung einen vorbestimmten Wert eriir-^; weder über- oder unterschreitet. Eine < artige magnetische Brücke kann als Stri^j^ regeleinrichtung zur Aufrechterhaltung eiifiäT' konstanten Stromes dienen, wenn die Erregung einer Wicklung übertragen wird, welche "> mit dem zu regelnden Stromkreis in Reihe geschaltet ist. Durch geeignete Ausbildung der Verbindung zwischen den beiden parallelen magnetischen Wegen kann 'die magnetische Brücke mit einem Transformator zur "5 Erzeugung mehrphasiger Wechselspannungen spitzer Kurvenfornf kombiniert werden. Die Einrichtung kann dann zur Steuerung von Gleich- und Wechselrichtern dienen, wobei die Sekundärwicklungen des Transformators zur Erzeugung spitzer Spannungen an die Steuerelektroden der Entladungsstrecken angeschlossen werden. Stromänderungen in den Erregerwicklungen bewirken dann Phasenverschiebungen der Spannungsspitzen und somit eine Regelung des Zündeinsatzes in den Entladungsstrecken.

Der Gegenstand der Erfindung möge an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Abb. ι zeigt zwei magnetische Brücken gemäß der Erfindung 11 und 12 in Verbindung mit einem Gleichrichter- oder Wechselrichtersystem, das aus zwei Gruppen von Entladungsstrecken 37 und 38 und einem Transformator 39 besteht und den Energieaustausch zwischen einem Wechselstromnetz 36 und einem Gleichstromnetz 43 und 44 übernimmt. Jede der beiden magnetischen Brücken besteht aus einem magnetischen Kern 13 mit einem Joch 14, welches zwei Arme 15 und 16 verbindet. Der Kern 13 umfaßt außerdem die beiden Brückenglieder 17 und 18, welche parallele magnetische Pfade zwischen den Annen 15 und 16 darstellen und so den magnetischen Kreis schließen. Jedes der beiden Brückenglieder 17 und 18 enthält in Reihe geschaltete Teile mit im wesentlichen linearer bzw. mit im wesentlichen nichtlinearer Charakteristik, mit anderen Worten, je einen Teil mit im wesentlichen konstanter Reluktanz und in Reihe dazu einen Teil mit veränderlicher Reluktanz. Zwischen dem oberen Ende des Gliedes 17 und dem Arm 15 und ebenso zwischen dem unteren Ende des Gliedes 18 und dem Arm 16 ist je ein Luftspalt 19 bzw. 21 freigelassen. Der unterste Teil 20 des Gliedes 17 und ebenso der oberste Teil 22 des Gliedes 18 besitzt einen verengerten Querschnitt, so daß dieser Teil des magnetischen Pfades jeweils gesättigt ist, also eine nicht lineare Kennlinie aufweist. Als Glieder mit \^reränderlicher magnetischer Polarität, und zwar in Abhängigkeit von der Feldstärke, sind zwi- ^kschen den Brückengliedern 17 und 18 ein oder «5 >$ßehrere magnetische Verbindungspfade, beispielsweise die Kerne 23, 24, 25, eingeschal- *tet. Der Querschnitt dieser magnetischen Pfade ist derart bemessen, daß der Fluß in ihnen klein zu bleiben sucht, verglichen mit dem Streufiuß zwischen den Brückengliedern

17 und 18. Die Verbindungspfade dienen daher in erster Linie dazu, Unterschiede im magnetischen Potential zwischen den mittleren Hauptteilen der Brückenglieder 17 und

18 anzuzeigen. Erst in zweiter Linie bedeuten sie auch einen Teil des magnetischen Kreises, der sich über das Joch 14 und die Arme 15 und 16 schließt.

Soll die magnetische Brücken bzw. 12 einen Teil einer stromabhängigen Regeleinrichtung bilden, so wird das Joch 14 von einer stromführenden Wicklung 26 erregt und diese Wicklung in den zu. regelnden Stromkreis eingeschaltet. Zur Regelung wird dann die Tatsache ausgenutzt, daß mit der beschriebenen Einrichtung scharfe Spannungsspitzen erzeugt werden können, deren Phasenlage von der Größe des Stromes in der Wicklung 26 abhängt. Zu diesem Zweck werden auf den Verbindungskernen 23, 24 und 25 Wechselstromwicklungen 27 bis 35 aufgebracht. Von diesen sind die Primärwicklungen 27, 28 und 29 an eine oder mehrere passende Wechselstromquellen ange- schlossen, und die Sekundärwicklung, beispielsweise die beiden Wicklungen 30, 31, 32 und 33, 34, 35, dienen als Ausgangs wicklungen, in denen die Wechselspannungen spitzer Kurvenform erzeugt werden. Die erzeugten Spannungen werden in an sich schon vorgeschlagener Weise den Steuerkreisen der gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken 45 bis 47 und 53 bis 61 zugeführt. An sich ist jedoch die Anwendung des Erfindungsgedankens nicht unbedingt auf die Steuerung von gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken beschränkt. Im Ausführungsbeispiel der Abb. 1 sind beispielsweise die Entladungsstrecken in Graetz- uo schaltung angeordnet, und zwar in zwei gegenseitig in Reihe geschalteten Gruppen, womit die erreichbare Gleichspannung erhöht und gewisse andere Vorteile erzielt werden können. Zur Umformung des vom Drehstromnetz 36 gelieferten Dreiphasenstromes ist ein Dreiphasentransformator 39 oder drei Einphasentransformatoren vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel besitzt der Transformator 39 Primärwicklungen 40 und Sekundärwicklungen 41 und 42, welche je eine der beiden Gleichrichtergruppen 37 bzw. 38 über

die Leitungen 62. speisen. Zur Erzielung einer stromabhängigen Regelung sind die an den Punkten 80 anzapfbafen Erregerwicklungen 26 der magnetischen Brückenanordnungen 11 bzw. 12 in Reihe in den Gleichstromkreis 43, 44 der Gleichrichter 37 und 38 eingeschaltet.

Jede Entladungsstrecke der Umformungseinrichtung wird mit der der Schaltung ent- sprechenden Phasenverschiebung gegenüber den übrigen Entlaidungsstrecken von einer besonderen Wicklung zur Erzeugung spitzer Kurvenform (30 bis 35) gesteuert. Beispielsweise ist die Sekundärwicklung 31 zwischen Kathode 49 und das Steuergitter 50 der Entladungsstrecke 45 mit der Anode 48 eingeschaltet, vorzüglich unter Zwischenschaltung eines Strombegrenzungswiderstandes 51 und einer Gittervorspannungsquelle 52. Ebenso

ao ist die Wicklung 35 in den Steuerkreis der Entladungsstrecke 56 eingefügt und entsprechend die Wicklungen 33, 34 in die Steuerkreise der Entladungsstrecken 58 bzw. 57 und die Wicklungen 30, 32 in die Steuerkreise der Entladungsstrecken 46, 47. Die meisten Steuerkreise sind nicht besonders dargestellt, um die Zeichnung zu vereinfachen.

Soll die Einrichtung lediglich als Gleichrichter dienen, so können beispielsweise die Entladungsstrecken 56 bis 61 ungesteuert sein, während für die Arbeitsweise als Wechselrichter sämtliche Entl'adungsstrecken in der angegebenen Weise gesteuert sein müssen, wobei die Verbindungen der Steuerleitungen mit den entsprechenden Sekundärwicklungen bei der Umformungseinrichtung 38 genau so geschaltet werden, wie es oben an Hand der Gruppe 37 beschrieben wurde.

Um die mit den magnetischen Brücken 11 bzw. 12 erreichbare Phasenverschiebung möglichst vollständig und zweckmäßig ausnutzen zu können, ist es unter Umständen wünschenswert, Mittel vorzusehen, um eine Nacheilung der Phase der Gitterspannungen gegenüber der Phase der Anodenspannungen für den Fall einzustellen, daß die magnetische Brücke sich im Gleichgewicht befindet. Zu diesem Zweck ist beispielsweise für die Umso formergruppe 37 ein Drehregler 64 vorgesehen mit einer Primärwicklung 65 und einer Sekundärwicklung 66, welche über Leitungen 67 an die Primärwicklungen 27, 28, 29 der magnetischen Brückeneinrichtung angeschlossen ist. Im Ausführungsbeispiel sind die Wicklungen 27 bis 29 in Dreieck geschaltet, sie können jedoch auch in Sternschaltung' angeordnet sein. Die Sekundärwicklung 66 des Drehreglers 64 möge derart eingestellt sein, daß der Augenblick, in dem die Gitterspannung einer beliebigen Entladungsstrecke ihren kritischen Wert erreicht, mit dem Scheitelwert der Anodenspannung der betreffenden Entladungsstrecke zusammenfällt. Mit einer derartigen Grundeinstellung wird es ermöglicht, daß die magnetische Brücke die sekundären Gitterspannungen fast -über den vollen Regelbereicn in jeder Richtung verschieben kann. In Wirklichkeit kann der Phasenverschiebungsbereich der magnetischen Brücke nicht ganz i8o° erreichen. Deshalb kann es wünschenswert sein, unter verschiedenen Betriebsbedingungen den Regelbereich mit Bezug auf die Phasenlage der Anodenspannung im Sinne einer Vor- oder Nacheilung mit Hilfe des Drehreglers 64 zusätzlich zu verschieben. Gegebenenfalls können auch ungesättigte Drosseln 68, 69, 7° zwischen den Drehregler 64 und die Primärwicklungen 27 bis 29 in bekannter Weise eingefügt werden. Sie sind jedoch bei entsprechender Ausbildung der Brücke nicht unbedingt notwendig.

Entsprechend wird auch die magnetische Brücke 12 der zweiten Uinformergruppe über einen gleichen Drehregler gespeist, der gegebenenfalls mit dem Drehregler 64 gekuppelt sein kann.

Zum Verständnis der Wirkungsweise der in Abb. ι dargestellten Einrichtung sollen zunächst die Arbeitskennlinien der Regelelemente erklärt werden. Wird die Wicklung 26 von einem Strom durchflossen, so bewirkt die erzeugte magnetomotorische Kraft das Auftreten magnetischer Pole an den Brückengliedern 17 bzw. 18. Fließt der Erregerstrom in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung durch die Wicklung 26, wird also ein magnetischer Fluß im Joch 14 erzeugt, der von unten nach oben gerichtet ist, so wird zunächst bei schwacher Erregung der magnetische Widerstand der Luftspalte 19 und 2 τ groß sein im Vergleich mit dem magnetischen Widerstand der Teile 20 und 22 mit verengtem Querschnitt. Der magnetische Fluß wird also seine Richtung von dem Brückenglied 18 nach dem Brückenglied 17 nehmen, d. h. auf dem Glied 18 wird ein Nordpol und auf dem Glied 17 ein Südpol auftreten. Wird aber die Erregung durch die Wicklung 26 stark, so werden die engen magnetischen Stege 20 und 22 gesättigt und vermindern ihre Durchlässigkeit. Wegen der beträchtlichen Länge der Stege wird ihr magnetischer Widerstand, verglichen mit dem der Luftspalte 19 und 21, groß werden. In diesem Falle wird also der magnetische Fluß seine Richtung vom Brückenglied 17 nach dem Brückenglied 18 nehmen und damit die Polarität der beiden Brückenglieder sich vertauschen. Zwischen den beiden beschriebenen Zuständen gibt es natürlich einen mittleren Magnetisierungsgrad, bei dem die

magnetische Brücke im Gleichgewicht ist und keines der beiden Brückenglieder gegenüber dem anderen einen Xord- oder Südpol darstellt. Die zwischen den Brückengliedern 17 und 18 vorgesehenen magnetischen Verbindungswege mit den darauf befindlichen Wicklungen können also zur selbsttätigen •Aufrechterhaltung desjenigen Stromes in der Wicklung 26 dienen, bei dem die Brücke im Gleichgewicht ist. Werden die Amperewindungen der Wicklung 26 verhältnismäßig hoch bemessen im Vergleich zu der magnetomotorischen Kraft zwischen den Brückengliedern 17 und 18, so kann mit sehr geringen Änderungen des Erregerstromes eine beträchtliche Störung des Brückengleichgewichts erreicht werden, d. h. eine große Empfindlichkeit der Regelanordnung.

Die Wirkungsweise des veränderlichen Flusses in den verbindenden Kernen 23, 24 und 25 möge an Hand der Kurven der Abb. 2 dargelegt werden. Den Primärwicklungen 2y, 28, 29 wird ein im wesentlichen sinusförmiger Strom zugeführt. Dementsprechend möge bei^a5 spielsweise die Kurve 71 in Abb. 2 a die magnetomotorische Kraft der Primärwicklung 29 darstellen. Die Kurve 72 des entsprechenden Flusses dagegen ist sehr abgeflacht wegen der Sättigung, welche den Fluß auf einen praktisch konstanten Wert begrenzt. Die Flußkurve "jz hat nur in den Teilgebieten 73 und 74 eine beträchtliche Neigung, d. h. in der Nähe des Nulldurchganges der Kurve 71 der magnetomotorischen Kraft. Da die Sekundärspannung durch die Flußänderungen erzeugt wird, ist die in Abb. 2 b dargestellte Sekundärspannungskurve eine Folge von spitzen Spannungsstößen. Es wurde hierbei ein solcher Wicklungssinn der Sekundärwickhingen 30 bis 35 angenommen, daß Flußänderungen von negativen zu positiven Werten in den Schenkeln 23 bis 25 positive Spannungen in den Sekundärwicklungen hervorrufen. Wird der Erregerstrom der Wicklung 26 über den dem Gleichgewichtszustand entsprechenden Strom gesteigert, und zwar beispielsweise um so viel, daß die magnetomotorische Kraft sich um den durch die Kurve 75 in Abb. 2 c dargestellten Betrag ändert, so wird, die resultierende magnetomotorische Kraft durch die unsymmetrische auf die Nullinie X-X' bezogene Kurve 76 dargestellt. Die Sekundärspannungsstöße werden nach wie vor nur beim Nulldurchgang des. Flusses bzw. der magnetomotorischen Kraft erzeugt. Daher werden, wie die Abb. 2d zeigt, die positiven Spannungsstöße gegenüber dem Gleichgewichtszustand in der Phase in Richtung einer Voreilung verschoben, die negativen Spannungsstöße in Richtung einer Nacheilung. Die umgekehrte Phasenverschiebung tritt auf, wenn der Erregerstrom verringert wird, weil dann die Richtung des von der Wicklung 26 erzeugten Flusses in den Kernen 23, 24, 25 sich umkehrt. Für die Steuerung von Entladungsstrecken sind jeweils nur die positiven Spannungsspitzen von Bedeutung.

Da der im Gleichstromkreis 43, 44 fließende Strom sich aus den Teilströmen der einzelnen Entladungsstrecken zusammensetzt, kann er durch die Phasenverschiebung der Steuerspannungen und damit des Entladungseinsatzes geregelt werden. Die Brückenanordnungen 11 und 12 werden derart verwendet, daß eine Erhöhung des Gleichstromes eine Verzögerung der den Steuergittern zugeführten positiven Spannungsspitzen bewirkt, und umgekehrt.

Da die Änderung der magnetomotorischen Kraft der beiden Brücken und damit die Phasenänderung der Steuerspannungen sehr rasch und empfindlich auf Stromänderungen im Gleichstromkreis 43, 44 anspricht, kann eine Einrichtung gemäß der Erfindung mit Vorteil zum Schutz von Umformungseinrichtungen gegen Beschädigungen, beispielsweise im Kurzschlußfalle, dienen, d. h. zu einer schnellen Abschaltung durch Gittersteuerung herangezogen werden. Der Gleichgewichtsstrom einer Brücke hängt vom Aufbau der magnetischen Pfade und außerdem von der Windungszahl der Gleichstromwicklung 26 ab. Gegebenenfalls kann eine Einstellung des Sollwertes auf \-erschiedene gewünschte Werte durch Vorsehung mehrerer Anzapfungen 80 an der Wicklung 26 ermöglicht werden. Ferner kann der Regelbereich der Brückenanordnung, wie schon oben erwähnt, durch Änderung des Phaseneinstellwinkels des vorgeschalteten Drehreglers 64 eingestellt werden.

Ein kleinster Strom wird in den Transformatoren erreicht, w*enn die Gleichspannung im Belastungskreis ein Minimum ist, und die Kurvenform des Wechselstromes ist um so besser, wenn nur drei Entladungss'trecken in jeder Gruppe von sechs Entladungsstrecken gesteuert sind. Eine weitere Verringerung des Transformator stromes bzw. der induktiven Scheinleistungskomponente kann dadurch erreicht werden, daß die magnetischen Brücken 11 und 12 auf ein Gleichgewicht bei etwas verschiedenen Strömen eingestellt werden. Der eine Gleichrichter würde in diesem Falle über seinen Arbeitsbereich hinweggesteuert werden, bevor der andere Gleichrichter geregelt wird, so daß ein großer Strombereich durch die Wirksamkeit beider Regler ausgeregelt werden kann. Die größte induktive Scheinleistungskomponente des gan- iao zen Systems würde dann bei jeder vorkommenden Gleichspannung höchstens gleich der

induktiven Scheinleistung sein, welche auftritt, wenn eine Gruppe von drei Entladungsstrecken auf geringste Gleichspannung ausgesteuert wind; d. h. also, der Leistungsfaktor der Gesamteinrichtung kann durch entsprechende Einstellung der Regelbereiche auf einem vergleichsweise sehr hohen Wert über den ganzen Regelbereich gehalten werden. Soll das gesamte System allerdings die

ίο volle Leistung sowohl als Gleichrichter als auch als Wechselrichter zur Verfugung stellen können, so müssen sämtliche Entladungsstrecken gesteuert werden. Auch in diesem Falle kann jedoch der Leistungsfaktor bei kleinen Belastungen durch Einstellung der magnetischen Brücken 11 und 12 auf verschiedene Sollströme verbessert werden. In diesem Falle arbeitet eine Gruppe von sechs Entladungsstrecken mit voller Last und dem

ao Leistungsfaktor 1 entweder als Gleichrichter oder Wechselrichter je nach der gewünschten Leistungsrichtung, während die zweite Gruppe durch ihre magnetische Gruppe die Lastregelung übernimmt. Fällt die Last unter den halben Wert der Gesamtleistung des Systems, so arbeitet die zweite Gruppe von Entladungsstrecken der ersten Gruppe entgegen, d. h. also als Wechselrichter oder Gleichrichter, wenn die erste Gruppe als Gleichrichter oder Wechselrichter arbeitet, bis die übertragene Leistung verschwindet. Ändert sich die Richtung des Leistungsflusses, so wird die Steuerung der magnetischen Brücke der ersten Gruppe von Entladungsstrecken übertragen und in dieser Gruppe durchgeführt, bis in der umgekehrten Leistungsrichtung die volle Leistung erreicht ist.

Die Erfindung kann natürlich entsprechend auch mit irgendeiner beliebigen Anzahl von Gruppen und den zugehörigen, auf verschiedene Stromwerte eingestellten Regeleinrichtungen ausgeführt werden. Die in Abb. 1 gezeigte Konstruktion der magnetischen Brücke erlaubt eine verhältnismäßig starke Ände-

♦5 rung der magnetomotorischen Kraft in den Kernen 23, 24, 25. Denn wenn das magnetische Potential im Mittelteil des Brückengliedes 17 ansteigt, so sinkt gleichzeitig das magnetische Potential des mittleren Teiles des Brückengliedes 18, und umgekehrt. Die gleichliegenden Enden der Kerne 23, 24, 25 befinden sich natürlich jeweils durch entsprechende Ausbildung der Brückenglieder 17 und 18 auf dem gleichen magnetischen Potential.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann jedoch die Konstruktion auch in abgeänderter Weise durchgeführt werden. Es kann hierzu jede Ausbildung verwendet werden, bei der die magnetischen Potentiale an den Enden der Verbindungskerne 23, 24, 25 in gleicher Weise gegenläufig veränderbar sind oder wo das magnetische Potential an einem Ende fest ist und am anderen Ende verändert werden kann. Die Abb. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel in Abänderung der in Abb. 1 dargestellten Anordnung. Hierbei ist das Brückenglied 18' magnetisch vollkommen symmetrisch aufgebaut. Beispielsweise sind an jedem Ende zwei gleiche Luftspalten 21' angeordnet, welche einen unveränderlichen magnetischen Widerstand darstellen. Das bedeutet, daß das Brückenglied 18' im wesentlichen das gleiche magnetische Potential beibehält, ob nun der Strom in der Erregerwicklung 26 sich ändert oder nicht. Indessen ändert sich der magnetische Widerstand am oberen bzw. am unteren Ende des Brückengliedes 17 und damit auch dessen magnetisches Potential genau so, wie es an Hand der Abb.-i schon beschrieben wurde, wenn die Erregung der Wicklung 26 geändert wird. Infolgedessen unterliegt der verbindende Kern 23, der der Einfachheit wegen allein dargestellt ist, den gleichen Änderungen der magnetomotorischen Kraft wie in Abb. i, und die erzeugten Sekundär spannungen spitzer Kurvenform werden ebenso in Abhängigkeit vom Strom der Wicklung 26 in der Phase verschoben. Die übrigen Bezugszeichen entsprechen denen der Abb. 1.

Eine weitere Ausbildungsform zeigt die Abb. 4. Hierbei ist die Erregerwicklung 26 in zwei Teilwicklungen 26 A und 26!? aufgeteilt. Die übrigen Bezugszeichen entsprechen denen der Abb. 3. Der Verbindungskern 23 ist statt an ein besonderes Brückenglied 18 bzw. 18' unmittelbar an die Mitte des Joches 14 magnetisch angeschlossen. Das linke Ende des Kernes 23 dagegen unterliegt magnetischen Potentialänderungen, die in der bereits beschriebenen Weise mittels des Brükkengliedes 17 hervorgerufen werden, so daß genau, wie oben !beschrieben, bei Änderung des Erregerstrom.es die Phase der Sekundärspannungen verschoben wird.

Eine weitere Abänderung zeigt die Anordnung der Abb. 5. In manchen Fällen, wo eine besonders feine Regelung oder Steuerung des Stromes verlangt wird, kann eine derartige Einrichtung gewisse Vorzüge gegenüber einer Einrichtung gemäß Abb. 1 besitzen. Sie unterscheidet sich von der letzteren dadurch, daß statt der magnetischen Brücke 11 bzw. 12 eine oder mehrere Brücken, wie sie mit dem Element 81 dargestellt ist, verwendet werden. Die magnetische Gleichgewichtseinrichtung 81 besitzt ebenfalls ein ferromagnetisches Joch 14 mit Armen 15 und 16. Diese Arme sind jedoch im vorliegenden iso Falle unmittelbar durch die Verbindungsglieder 23, 24, 25 magnetisch miteinander

verbunden. Ferner ist wieder eine von dem veränderlichen Gleichstrom beschickte Wicklung 26, gegebenenfalls mit Anzapfungen 80, vorgesehen und ferner die erregenden Wechselstromprimärwicklungen 27, 28, 29 und entsprechenden Sekundärwicklungen 30, 31, 32, welche zur Steuerung der Hälfte der Entladungsstrecken dienen sollen. Außerdem trägt die Einrichtung 81 eine zusätzliche Gleichstromwicklung 82, welche den magnetischen Hauptpfad umfaßt und der Wicklung 26 entgegenarbeitet. Diese zusätzliche AVicklung wird beispielsweise von einem Gleichstromgenerator 83 gespeist, der mit einem Konstantstromregler 84 irgendeiner bekannten Art versehen ist. Die Wicklung 82 besitzt vorzugsweise eine verhältnismäßig große Windungszahl, so daß schon ein kleiner Hilfsstrom die Amperewindungen der ao Wicklung 26, die in Reihe mit dem Belastungskreis geschaltet ist, kompensieren kann. Es kann dann ein kleiner Generator 83 verwendet werden, der im übrigen auch keine hohen Spannungen zu führen braucht. Außerdem besitzt ein derartiger Hilfsstromkreis auch nur eine geringe Neigung zu plötzlichen Stromänderungen. Die Amperewindungszahl der Wicklung 82 kann daher als praktisch vollkommen konstant angesehen werden. Steigt oder fällt der Strom im Belastungskreis 43, 44 über oder unter den durch den Strom der Wicklung 82 bestimmten Gleichgewichtswert, so werden den magnetomotorischen Wechselkräften, welche in den Kernen 23 bis 25 durch die Wechselstromwicklungen 27 bis 29 erzeugt werden, magnetomotorische Kräfte einer Richtung überlagert. Die Richtung dieser magnetomotorischen Kräfte hängt von der Erhöhung oder Erniedrigung des Laststromes ab. Die Vorsättigung in den Kernen 23 bis 25 ändert alsp ihre Größe und ihre Richtung und führt infolgedessen, wie an Hand der Abb. 1 und 2 beschrieben wurde, zu Phasenänderungen der den Gittern der Entladungsstrecken 45 bis 47 Eugeführten Sekundärspannungen, welche ihrerseits eine praktisch augenblickliche Ausregelung der Laststromänderungen bewirken. Der Gleichstromkreis 43, 44 kann beispielsweise ein Hochstromkreis oder auch em Hochspannungskreis sein, in welchem ein Xiederspannungsregelgerät, etwa wie der Apparat 84, unbrauchbar wäre. Mit einer Einrichtung nach Abb. 5 kann daher ein Hochspannungs - Hochleistungs-Gleichstromkreis mit der gleichen Genauigkeit geregelt werden wie ein Xiederspannungskreis kleiner Leistung. Außerdem spricht die Anordnung außerordentlich rasch und zuverlässig auf Änderungen im Gleichstromkreis an. Die Geschwindigkeit des Ansprechens ist dabei unabhängig \^ron der Ansprechgeschwindigkeit des Xiederspannungsreglers 84 und daher nicht begrenzt durch die Regeleigenschaften dieser normalerweise üblichen Regelgeräte. Die übrigen Bezugszeichen der Abb. 5 entsprechen denen der Abb. 1.

Claims (12)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zur Erzeugung einer Wechselspannung spitzer Wellenform für die Steuerung gittergesteuerter Dampi- oder Gasentladungsstrecken, bei welcher der die Gitterkreise speisende Steuertransformator als gesättigter Transformator ausgebildet ist, wobei nach Patent 690 108 die Sättigung des Transformators durch eine besondere Spannung gesteuert wird und die Phase der Wechselspannung spitzer Wellenform, d. h. der Spitze selbst, durch 8» Andern dieser die Sättigung bewirkenden besonderen Spannung eingestellt wird, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung des Steuertransformators, daß ein gleichsinniger Stromfluß in der die verän- N.5 derliche Sättigung bewirkenden Erregerwicklung oberhalb bzw. unterhalb eines vorbestimmten Stromwertes einander entgegengesetzte, in ihrer Größe vom Strom abhängige magnetische Flüsse in dem die i« Sekundärwicklungen tragenden Teil des Transformatorkernes erzeugt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Erzeugung von Wechselspannungen spitzer «5 Kurvenform dienende Transformator nach Art einer magnetischen Brücke ausgebildet und mit teilweise konstanten, teilweise in Abhängigkeit von der zusätzlichen Erregung veränderlichen magne- '00 tischen Widerständen versehen ist, die in den magnetischen Pfad der zusätzlichen Erregung eingefügt sind.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei parallele magnetische Pfade als magnetische Brükkenglieder vorgesehen und an den beiden einander jeweils gegenüberliegenden Diagonalpunkten über je einen Luftspalt bzw. über je einen ferromagnetische!! Steg mit > <o verengtem Querschnitt in den magnetischen Pfad des- Sättigungsflusses eingefügt sind und daß zwischen den beiden Brückengliedern ein oder mehrere Kerne angeordnet sind, welche die primären und sekundären Wechselstromwicklungen tragen (Abb. 1).
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das eine der beiden Brückenglieder über symmetrisch ausgebildete Anschlüsse, beispielsweise über zwei Luftspalte, in den magnetischen

   Pfad der S ättigungswicklung eingefügt ist, während das andere Brückenglied am einen Ende einen Luftspalt, am anderen Ende einen Sättigungssteg aufweist (Abb. 3).
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das unsymmetrische Brückenglied über den die Wechselstromwicklungen tragenden Kern (23)

   ίο magnetisch ohne Zwischenschaltung eines weiteren Brückengliedes unmittelbar mit dem die Sättigiungswicklung tragenden magnetischen Rückschluß, verbunden ist und daß die S ättigungs wicklung (26) in zwei zu beiden Seiten des Kernes (23) angeordnete, in gleicher Richtung magnetisierende Teilwicklungen aufgeteilt ist (Abb. 4).
6. 6. Einrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator zur Erzeugung der spitzen Steuerspannung einen magnetischen Rückschluß besitzt, auf dem außer der veränderlich erregbaren Sättigungswicklung (26) eine mit konstantem Strom erregte, zusätzliche, der ersten Wicklung entgegenwirkende Erregerwicklung (82) vorgesehen ist (Abb. S).
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzwicklung (82) von einem gegebenenfalls über eine besondere Regeleinrichtung bekannter Bauart (84) geregelten Generator für konstanten Strom gespeist wird.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgende, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromerregerwicklung (26) mit Anzapfungen versehen ist, mittels deren der auf konstanten Wert zu regelnde Strom auf vorbestimmte Werte eingestellt werden kann.
9. 9. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgende, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselstramprimärwicklungen des Steuertransformators über phasendrehende Einrichtungen, beispielsweise Drehregler, gespeist werden, mittels deren die Lage des Regelbereiches in bezug auf die Phase der Betriebswechselspannungen und damit die Lage des Spannungs- bzw. Leistungsregelbereicb.es selbsttätig oder willkürlich eingestellt werden kann.
10. 10. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgende, dadurch gekennzeichnet, daß die S ättigungs wicklung (26) von dem zu regelnden Strom, beispielsweise dem Gleichstrom der Umformungseinrichtung, ganz oder teilweise durchflossen wird.
11. 11. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgende, für die Steuerung· von mehreren gruppenweise in Reihe geschalteten Umformungseinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Gruppe ein gesonderter Steuertransformator vorgesehen ist und daß jede Steuereinrichtung auf einen anderen konstant zu haltenden Sollwert eingestellt wird.
12. 12. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgende, gekennzeichnet durch die Verwendung als Schutzeinrichtung zum Al> schalten der Gefäße beim Auftreten von Kurzschlüssen.

    Hierzu ι Blatt Zeichnungen

    BERLIN. GEDUUCKT IN DER